11土木工程概論

會計(jì)學(xué)111土木工程概論土木工程施工土木工程施工是生產(chǎn)建筑產(chǎn)品的活動。土木工程施工包括施工技術(shù)和施工組織兩大部分。土木工程施工與土木工程材料、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等課程聯(lián)系緊密，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。第1頁/共58頁施工技術(shù)

施工技術(shù)是以各工種工程（土方工程、樁基礎(chǔ)工程、混凝土結(jié)構(gòu)工程、結(jié)構(gòu)安裝工程、裝飾工程等）施工的技術(shù)為研究對象，以施工方案為核心，結(jié)合具體施工對象的特點(diǎn)，選擇最合理的施工方案，決定最有效的施工技術(shù)措施。第2頁/共58頁施工組織

施工組織以科學(xué)編制一個工程的施工組織設(shè)計(jì)為研究對象，編制出指導(dǎo)施工的施工組織設(shè)計(jì)，合理地使用人力物力、空間和時間，著眼于各工種工程施工中關(guān)鍵工序的安排，使之有組織、有秩序地施工。第3頁/共58頁規(guī)范等級施工規(guī)范、規(guī)程作為全國土木工程施工必須共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)，它分為國家、行業(yè)（部）、地方和企業(yè)四級。第4頁/共58頁11.1基礎(chǔ)工程施工基礎(chǔ)工程主要包括：土石方工程和建筑物、構(gòu)筑物底部的基礎(chǔ)工程。土石方工程簡稱為土方工程，主要包括土(或石)的挖掘、填筑和運(yùn)輸?shù)仁┕み^程以及排水，降水和土壁支撐等準(zhǔn)備和輔助過程。第5頁/共58頁在基礎(chǔ)或管溝土方施工中，防止塌方的主要技術(shù)措施是放坡和坑壁支撐（支護(hù)）。11.1.1坑槽土方施工1.

土方邊坡與土壁支護(hù)(a)襯板式(b)懸臂式(c)拉錨式(d)錨桿式(e)斜撐式

1－橫撐；2－立木；3－襯板；4－樁；5－坑底；6－拉條；7－錨固樁；8－錨桿；9－斜撐坑壁支撐方式第6頁/共58頁在一般工程的基礎(chǔ)施工中，多采用明溝集水井抽水、井點(diǎn)降水或二者相結(jié)合的辦法排除地下水。明排水：也叫明溝集水井排水法，是在基坑開挖過程中在坑底設(shè)置集水井和排水溝，利用水泵將水排走。人工降低地下水位：也稱井點(diǎn)降水，就是在開挖基坑之前，預(yù)先在基坑周圍埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，使基坑開挖過程中的地下水位始終低于基坑地面，避免產(chǎn)生坑內(nèi)涌水、塌方等現(xiàn)象，改善了施工條件。2.

基坑排水與降水

第7頁/共58頁基礎(chǔ)土方的開挖方法分兩類：人工挖方和機(jī)械挖方。土方機(jī)械常用的有推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)等。3.

基礎(chǔ)土方的開挖

第8頁/共58頁推土機(jī)：多用于場地平整、開挖深度不大的基坑、集中土方、堆筑堤壩、回填土方等第9頁/共58頁鏟運(yùn)機(jī)：能綜合完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等工作第10頁/共58頁正鏟挖掘機(jī)：挖掘力最大，適用于開挖停機(jī)面以上的土方第11頁/共58頁反鏟挖掘機(jī)：主要用于開挖停機(jī)面以下的土方第12頁/共58頁抓鏟挖掘機(jī)：適用于開挖較松軟的土，可開挖施工面狹窄而深的基坑、深槽等第13頁/共58頁拉鏟挖掘機(jī)：適用于開挖較大基坑（槽）和溝渠，挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤壩等第14頁/共58頁路基是公路與鐵路工程的基礎(chǔ)，路基按填挖方式不同分為：路堤、路塹和填挖結(jié)合三種類型。一般土方工程可采用機(jī)械化施工法，石質(zhì)路基開挖可采用爆破施工法。11.1.2路基工程與軟土地基施工

1.

路基工程

第15頁/共58頁軟土：強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱土層。軟土地基加固的方法有：塑料排水板、換填土、砂井、生石灰樁、粉噴樁、旋噴樁、擠實(shí)砂樁等加固施工方法。塑料排水板原理：塑料排水板用插板機(jī)插入軟土地基，在上部預(yù)壓荷載作用下，軟土地基中空隙水由塑料排水板排到上部鋪墊的砂層或水平塑料排水管中，由其他地方排出，加速軟基固結(jié)。砂井(砂樁)：指的是為加速軟弱地基排水固結(jié)，在地基中鉆孔，灌入中、粗砂而成的排水柱體。將砂灌入織袋放進(jìn)孔內(nèi)形成的井，稱袋裝砂井。

2.

軟土地基

第16頁/共58頁11.1.3石方爆破適用環(huán)境：開挖時遇到巖石，施工現(xiàn)場地下障礙物的清除、舊建筑物和構(gòu)筑物的拆除。石方爆破的工序有：打孔放藥、引爆、排渣。特點(diǎn)：施工費(fèi)用低、效率高、有震動和粉塵危害，也可用于對舊建筑物、構(gòu)筑物的拆除。

第17頁/共58頁11.1.4深基礎(chǔ)施工當(dāng)天然地基土層較弱且土層較厚，上部結(jié)構(gòu)荷載大或?qū)Φ鼗两狄筝^高時，可采用樁基礎(chǔ)，墩式基礎(chǔ)、深井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等深基礎(chǔ)。第18頁/共58頁1.樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)是一種常見的深基礎(chǔ)形式，由樁和樁頂?shù)某信_兩個部分組成。按樁的施工方法，樁可分為預(yù)制樁和灌注樁兩類。預(yù)制樁施工：將在工廠或施工現(xiàn)場預(yù)先制作好的樁用沉樁機(jī)械將樁打（壓、旋、振）入土中。灌注樁施工：在施工現(xiàn)場的樁位處用機(jī)械或人工成孔，然后在孔內(nèi)放入鋼筋籠、澆筑混凝土（或者直接澆筑混凝土）而成的一種施工方法。第19頁/共58頁履帶式樁架—打樁施工速度快，但有噪聲和振動靜力壓樁機(jī)—無噪聲和振動，但只適用于軟弱土層施工預(yù)制樁施工工藝第20頁/共58頁灌注樁施工工藝成孔放鋼筋籠澆筑混凝土第21頁/共58頁2.墩基礎(chǔ)墩式基礎(chǔ)是在人工或機(jī)械成孔的大直徑孔中澆筑混凝土（或者放鋼筋籠、澆筑混凝土）而成的大直徑基礎(chǔ)。目前，我國多用人工挖孔，故又稱為大直徑人工挖孔樁。墩式基礎(chǔ)特點(diǎn)：端部直接支撐在巖石或堅(jiān)硬土層上，樁的強(qiáng)度和剛度都很大，有較大的承載能力。第22頁/共58頁3.沉井基礎(chǔ)沉井是由刃腳、井筒、內(nèi)隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，多用于重型設(shè)備基礎(chǔ)、橋墩、水泵站、取水結(jié)構(gòu)、超高層建筑物的基礎(chǔ)等。施工過程：施工時首先制作井筒，然后在井筒內(nèi)挖土，使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳，形狀如刀刃，在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒，在下沉過程中起擋土作用，同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力，使沉井能在自重作用下逐步下沉。第23頁/共58頁4.地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻是深基礎(chǔ)施工的一種有效手段。地下連續(xù)墻在開挖過程中可作為深基坑開挖的支護(hù)結(jié)構(gòu)，又可作為基礎(chǔ)的一部分承受荷載。地下連續(xù)墻的施工過程：是利用專用的挖槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁下開挖一定長度的槽段，挖至設(shè)計(jì)深度后清除沉渣、插入接頭管，再用起重機(jī)將在地面上加工好的鋼筋籠吊入充滿泥漿的溝槽內(nèi)，最后采用導(dǎo)管法澆筑混凝土，待混凝土初凝后拔出接頭管，如此逐段進(jìn)行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為承重、止水、防滲和擋土的結(jié)構(gòu)。第24頁/共58頁安裝機(jī)械筑導(dǎo)墻分段挖土成槽吊放接頭管吊裝鋼筋籠澆筑水下混凝土制備泥漿注入泥漿泥漿處理、重復(fù)使用排渣拔出接頭管（進(jìn)行下一槽段施工）地下連續(xù)墻的一般施工工藝過程

地下連續(xù)墻施工過程示意圖(a)成槽；(b)插入接頭管；(c)放入鋼筋籠；(d)澆筑混凝土1－已完成的單元槽段；2－泥漿；3－成槽機(jī)；4－接頭管；5－鋼筋籠；6－導(dǎo)管；7－澆筑的混凝土第25頁/共58頁地下連續(xù)墻優(yōu)缺點(diǎn)地下連續(xù)墻的優(yōu)點(diǎn)：剛度大，，開挖時周圍土體側(cè)向變形小，既能擋土、又能擋水，施工時無振動，噪聲低，可用于任何土質(zhì)，深度可達(dá)百米以上。缺點(diǎn)：成本較高，施工技術(shù)較復(fù)雜，需配備專用設(shè)備，施工中需要處理護(hù)壁的泥漿。第26頁/共58頁11.2結(jié)構(gòu)工程施工結(jié)構(gòu)工程主要包括砌筑工程、鋼筋混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程、結(jié)構(gòu)安裝工程等。11.2.1

砌筑工程施工1.

砌筑材料與砌筑腳手架砌筑工程所用材料主要是磚、石或砌塊以及砌筑砂漿。砌筑用腳手架是砌筑過程中堆放材料和工人進(jìn)行操作的臨時性設(shè)施。第27頁/共58頁按所用材料：木腳手架、竹腳手架、鋼腳手架按其與外墻的位置：外腳手架、里腳手架按腳手架的支設(shè)方式：落地腳手架、懸挑腳手架、附墻懸掛腳手架、懸吊腳手架（吊腳手架）、附著升降腳手架（爬架）、水平移動腳手架腳手架分類第28頁/共58頁砌筑過程中要運(yùn)輸大量材料，需要解決水平和垂直運(yùn)輸問題，其中垂直運(yùn)輸是影響施工效率的重要因素。常用的垂直運(yùn)輸設(shè)備有：塔式起重機(jī)（塔吊）：生產(chǎn)率高井架或龍門架：施工成本低施工的基本要求：橫平豎直、砂漿飽滿、灰縫均勻、上下錯縫、內(nèi)外搭砌、接槎牢固

2.材料運(yùn)輸與砌體施工第29頁/共58頁混凝土結(jié)構(gòu)工程包括鋼筋工程、模板工程、混凝土工程等分項(xiàng)工程。施工工藝流程圖：11.2.2

鋼筋混凝土工程施工拌制混凝土配料粗細(xì)骨料水泥水外加劑澆筑混凝土鋼筋制備與安裝模板安裝養(yǎng)護(hù)拆模模板修理第30頁/共58頁鋼筋工程主要包括：鋼筋的進(jìn)場檢驗(yàn)、加工、成型和綁扎安裝，以及鋼筋的冷加工和連接等施工過程。A、鋼筋檢驗(yàn)對鋼筋的驗(yàn)收包括外觀檢查和按批次取樣進(jìn)行機(jī)械性能檢驗(yàn)，合格后方可使用。B、鋼筋冷加工為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材，滿足預(yù)應(yīng)力鋼筋的需要，工地上常采用冷拉、冷拔的方法對鋼筋進(jìn)行冷加工。1.鋼筋工程第31頁/共58頁冷拉：是在常溫條件下，以超過原來鋼筋屈服點(diǎn)強(qiáng)度的拉應(yīng)力，在金屬材料的兩端施加拉力，使材料產(chǎn)生拉伸變形的方法。屈服強(qiáng)度提高，韌性變差。冷拔：是指在材料的一端施加拔力，使材料通過一個模具孔而拔出的方法，模具的孔徑要較材料的直徑小些。冷拔加工使材料除了有拉伸變形外還有擠壓變形，冷拔加工一般要在專門的冷拔機(jī)上進(jìn)行。C、鋼筋連接鋼筋連接的方法有三種：綁扎搭接連接、焊接連接及機(jī)械連接。1.鋼筋工程第32頁/共58頁模板是使混凝土能澆筑成設(shè)計(jì)要求形狀的一種模型，在混凝土施工過程中能周轉(zhuǎn)使用。模板系統(tǒng)包括：模板、支撐、連接件。對模板的要求：有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性、裝拆方便，可多次周轉(zhuǎn)使用、接縫不漏漿。模板按材料劃分：木模板、鋼模板、竹膠模板、鋁合金模板等2.模板工程第33頁/共58頁混凝土工程包括制備、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等施工過程?；炷恋闹苽洌褐富炷恋呐淞虾蛿嚢枧淞希菏紫纫鶕?jù)設(shè)計(jì)對混凝土的強(qiáng)度等級、耐久性、抗?jié)B性等要求，以及施工對混凝土和易性的要求，確定混凝土的施工配合比。攪拌：除工程量很小時可用人工攪拌外，均應(yīng)采用混凝土攪拌機(jī)攪拌。3.混凝土工程施工第34頁/共58頁運(yùn)輸要求：混凝土不產(chǎn)生離析現(xiàn)象、混凝土澆筑時應(yīng)滿足規(guī)定的塌落度、混凝土初凝前應(yīng)有足夠的時間澆筑和搗實(shí)運(yùn)輸機(jī)具（運(yùn)輸包括水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸）施工現(xiàn)場常用塔式起重機(jī)和混凝土泵長距離的水平運(yùn)輸機(jī)具有：混凝土攪拌運(yùn)輸車、自卸汽車等短距離的水平運(yùn)輸機(jī)具有機(jī)動翻斗車、皮帶運(yùn)輸機(jī)和雙輪手推車垂直運(yùn)輸機(jī)具有井架、龍門架等混凝土的運(yùn)輸?shù)?5頁/共58頁混凝土澆筑：包括澆灌和振搗兩個施工過程混凝土澆灌：應(yīng)分層進(jìn)行，防止混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象，防止離析的措施是采用溜槽運(yùn)輸、皮帶運(yùn)輸、串筒和振動串筒運(yùn)輸混凝土?；炷琳駬v：混凝土的強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性、抗凍性等均與混凝土的振搗密實(shí)質(zhì)量有關(guān)，一般采用振動機(jī)械進(jìn)行混凝土的搗實(shí)?；炷恋臐仓?6頁/共58頁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的截面小、剛度大、抗裂性和耐久性好，能充分發(fā)揮鋼材和混凝土各自的性能，在土木工程中得到了廣泛的應(yīng)用。施工方法有：①先張法施工；②后張法施工；③無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工。先張法施工：先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后再澆筑混凝土構(gòu)件的一種施工方法。先張法多用于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)。11.2.3

預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工第37頁/共58頁后張法施工：是先制作混凝土構(gòu)件后張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的一種施工方法。主要施工過程：先制作混凝土構(gòu)件并預(yù)留孔道，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將預(yù)應(yīng)力鋼筋傳入孔道，利用張拉機(jī)具張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后用錨具將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在構(gòu)件端部，最后進(jìn)行孔道灌漿。后張法多用于大型預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件和現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程。11.2.3

預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工第38頁/共58頁無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工：是在后張法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。主要施工過程：采用表面有涂料、外面包有塑料套管的預(yù)應(yīng)力筋，鋪設(shè)在模板內(nèi)，然后澆筑混凝土，待混凝土到達(dá)設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉、錨固。特點(diǎn)：不需要預(yù)留孔道和灌漿、施工簡便、可用于曲線配筋結(jié)構(gòu)。在雙向連續(xù)平板、密肋板中應(yīng)用比較經(jīng)濟(jì)合理。11.2.3

預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工第39頁/共58頁結(jié)構(gòu)安裝工程在現(xiàn)場利用起重機(jī)械，將事先制作好的單獨(dú)構(gòu)件安裝到設(shè)計(jì)位置上的全部施工過程。結(jié)構(gòu)安裝工程的特點(diǎn)：構(gòu)件類型多，需要合理進(jìn)行進(jìn)行平面布置和確定安裝順序；構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝過程中受力和使用狀態(tài)不同，有時需要進(jìn)行吊裝驗(yàn)算；施工高空作業(yè)多，需要加強(qiáng)安全技術(shù)措施。11.2.4結(jié)構(gòu)安裝工程施工第40頁/共58頁1.起重設(shè)備起重設(shè)備包括在起重機(jī)械和索具設(shè)備兩類。起重機(jī)械：將構(gòu)件安裝到設(shè)計(jì)位置。常用的起重機(jī)械有：桅桿式起重機(jī)，自行式起重機(jī)（有履帶式、汽車式、輪胎式三種）、塔式起重機(jī)等。索具設(shè)備：用來綁扎、連接構(gòu)件以便于吊裝的設(shè)備常用的索具設(shè)備有：鋼絲繩、吊具（卡環(huán)、橫吊梁等）、滑輪組、卷揚(yáng)機(jī)及錨碇等。第41頁/共58頁桅桿式起重機(jī)塔式起重機(jī)(塔吊）汽車式起重機(jī)第42頁/共58頁2.結(jié)構(gòu)安裝結(jié)構(gòu)安裝可以分為：按單個構(gòu)件吊裝，吊至安裝位置后組拼成整體結(jié)構(gòu)；地面拼裝后整體吊裝；特殊安裝法施工三類。特殊安裝法施工常用的方法有：升板法、頂升法、滑移法等。升板法頂升法滑移法第43頁/共58頁11.2.5鋼結(jié)構(gòu)工程施工盡可能在工廠或預(yù)制場地焊接拼成整個網(wǎng)架，盡量減少高空作業(yè)量。1.

空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)安裝2.

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝可采用網(wǎng)架施工的各種方法，但可根據(jù)網(wǎng)殼特點(diǎn)選用特殊的安裝方法，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的要求。第44頁/共58頁產(chǎn)品的多樣性與施工的單件性產(chǎn)品的固定性與施工的流動性產(chǎn)品的綜合性與施工的復(fù)雜性產(chǎn)品的龐體性與施工的長期性11.3現(xiàn)代施工技術(shù)11.3.1現(xiàn)代施工的特點(diǎn)第45頁/共58頁A、人工地基施工技術(shù)（地基加固、承載樁、鋼管樁等技術(shù)）；B、基坑支護(hù)技術(shù)（包括擋土結(jié)構(gòu)、防水帷幕、支撐技術(shù)、降水技術(shù)及環(huán)境保護(hù)技術(shù)等方面）。C、大體積混凝土施工技術(shù)（日本定義：三個方向的最小尺寸超過800mm）D、逆作法施工技術(shù)11.3.2現(xiàn)代施工技術(shù)1.基礎(chǔ)工程施工技術(shù)第46頁/共58頁先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。

逆作法施工技術(shù)簡介第47頁/共58頁（1）模板技術(shù)（爬模體系、滑模體系、液壓整體提升模扳體系、分塊提升式大模板、升板機(jī)整體式提升模板腳手體系等）。滑模和爬模區(qū)別：滑模是要通過軌道和液壓千斤頂來提升，爬模是通過自身的爬升架，在已澆筑的砼上通過爬架和錨錐來固定，將爬架上的荷載傳到砼上。滑模是在模板與混凝土保持接觸互相摩擦的情況下逐步整體上升的。爬模上升時，模板已脫開混凝土，模板不與混凝土磨擦。

2.上部施工技術(shù)第48頁/共58頁（2）鋼筋施工技術(shù)（鋼筋點(diǎn)焊網(wǎng)片、預(yù)應(yīng)力技術(shù)）。（3）混凝土技術(shù)（混凝土組分的發(fā)展、混凝土強(qiáng)度的發(fā)展、商品混凝土及泵送混凝土、高性能混凝土及其發(fā)展）。（4）結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)（整體提升吊升、平面滑行安裝技術(shù)）。（5）房屋工廠的設(shè)想與實(shí)踐2.上部施工技術(shù)第49頁/共58頁（1）地下長距離管溝、隧道施工技術(shù)（盾構(gòu)法、頂管法施工技術(shù)、沉管法施工技術(shù)、凍結(jié)法施工）。（2）橋梁施工技術(shù)（斜拉橋、懸索橋）3.特殊施工技術(shù)第50頁/共58頁施工組織設(shè)計(jì)：是指導(dǎo)施工全過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件。它根據(jù)建筑產(chǎn)品及其生產(chǎn)的特點(diǎn)，按照產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)律，運(yùn)用先進(jìn)合理的施工技術(shù)和流水施工基本原理方法，使建筑工程施工得以實(shí)現(xiàn)有組織、有計(jì)劃的連續(xù)均衡生產(chǎn)，從而達(dá)到工期短、質(zhì)量好、成本低的效益目的。11.4施工組織第51頁/共58頁①工程概況；②施工方案選擇；③施工進(jìn)度計(jì)劃；④施工平面布置圖；⑤主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；⑥質(zhì)量、安全保證體系。11.4.1施工組織設(shè)計(jì)的內(nèi)容第52頁/共58頁根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模大小及施工條件差異、編制深度和廣度上的不